Ni节减型奥氏体系不锈钢制造技术

本发明专利技术提供一种再利用性优良、没有因表面质量而造成的生产率降低的问题、原材料特性方面兼备良好的加工性、抗自然开裂性、抗蚀性、抗应力腐蚀裂纹性的Ｎｉ节减型的奥氏体系不锈钢。该奥氏体系不锈钢以质量％计含有以下成分：Ｃ：超过０．０５％而且Ｃ＋Ｎ：０．１５～０．３％、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．５～２．５％、Ｎｉ：３～６％、Ｃｒ：超过１６～２５％以下、Ｃｕ：０．８～４％；该奥氏体系不锈钢，下述（１）式定义的Ｍｄ３０为－５０～１０、下述（２）式定义的ＳＦＥ为５以上，Ｍｄ３０＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１３．７Ｃｒ（１）；ＳＦＥ＝２．２Ｎｉ＋６Ｃｕ－１．１Ｃｒ－１３Ｓｉ－１．２Ｍｎ＋３２（２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将对奥氏体系不锈钢所必须的Ni抑制为必要的最低限度的含量、不损害表面性状、而且加工性、抗自然开裂性、抗蚀性和抗应力腐蚀裂纹性优良的奥氏体系不锈钢。
技术介绍
以SUS304为代表的奥氏体系不锈钢因其优良的加工性和抗蚀性而被广泛用于涉及西餐器具和锅、厨房用品、建材、家电等多方面。另外，在这些用途中大多不仅要求加工性、抗蚀性，而且要求外观设计性，不锈钢特有的镍银色从内部、外部方面也是作为工业制品原材料不可缺少的。 但是，由于最近Ni原料价格上涨，以至于到处可以看到含有比6％多的Ni的SUS301和含有8％以上的Ni的SUS304等由于其成本而不能用于某些用途。必须与此对应，近年提供了以200系不锈钢为基础的钢(专利文献1～6)作为所谓300系不锈钢的代替材料。它们含有大量的(多达约3质量％以上)Mn作为代替Ni的奥氏体形成元素，以谋求节约Ni含量。另外，也有不含有那么多Mn而谋求节约Ni的例子(专利文献7、8)。 专利文献1特公平2-29048号公报专利文献2特开平6-271995号公报专利文献3特开2006-219751号公报专利文献4特开2006-219743号公报专利文献5特开2006-111932号公报专利文献6特公平6-86645号公报专利文献7特公昭60-33186号公报专利文献8特开2005-154890号公报
技术实现思路
制造Mn含量超过2.5质量％的高Mn奥氏体系不锈钢时，在其炼钢、精炼时生成有害的Mn氧化物微细颗粒，从环境保护的观点出发有时必须采取对策。另外，对不锈钢进行再利用时，历来只要是非磁性，就都作为300系废钢处理，但是由于含有高Mn的钢也是非磁性，所以含Ni多的高价废钢和含Ni少含Mn多的废钢难以区别开来，可能会导致废钢市场的混乱。另外，由于Mn含量高，表面质量下降，容易导致退火酸洗时的负荷增大和光亮退火时的着色故障。此时，虽然Ni降低了，但是因生产率降低，其效果在总的成本中相抵消。 另一方面，在专利文献7、8那样的抑制Mn的低Ni钢的技术中，其结果牺牲了作为300系不锈钢的优良特长的抗蚀性、加工性的任一项，以谋求成本的降低。具体地说，专利文献7的钢在深冲加工等时奥氏体相过于不稳定，加工后容易产生自然裂纹。因此不能获得充分的加工度。专利文献8的钢因Cr含量低而在抗蚀性方面不利，另外，如果根据本专利技术人的研究可以看出，因固溶C、N少而在得到充分的延性方面也不利。 本专利技术提供一种再利用性优良、没有起因于表面质量的生产率降低的问题、原材料特性方面兼备良好的加工性、抗自然开裂性、抗蚀性、抗应力腐蚀裂纹性的Ni节减型的奥氏体系不锈钢。 上述课题由加工性、抗蚀性、抗应力腐蚀裂纹性、表面性状优良的Ni节减型奥氏体系不锈钢达成，该奥氏体系不锈钢以质量％计具有下述组成C超过0.05％而且满足下述(3)式的范围、Si1％以下、Mn0.5～2.5％、Ni3～6％、Cr超过16～25％以下、Cu0.8～4％、N满足下述(3)式的范围、其余部分为Fe和不可避免的杂质；以下述(1)式定义的奥氏体稳定度指标Md30为-50～10、以下述(2)式定义的堆垛层错能指标SFE为5以上。 Md30＝551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr(1) SFE＝2.2Ni+6Cu-1.1Cr-13Si-1.2Mn+32 (2) 0.15≦C+N≦0.3 (3) 这里，在上述(1)～(3)式的元素记号处代入以质量％表示的各自的元素含量的值。 专利技术效果 按照本专利技术，可以提供将Mn含量抑制在2.5质量％以下、同时再利用性优良、没有起因于表面质量的生产率降低的问题、兼备良好的抗蚀性、加工性、抗应力腐蚀裂纹性的Ni节减型的奥氏体系不锈钢。该钢可以作为300系不锈钢的代替材料适用于各种用途。因此，本专利技术是在成本方面和质量方面能够与Ni原料的价格上涨相对应的专利技术。 具体实施例方式 本专利技术人为完成上述课题而在将Ni含量抑制在6％以下的奥氏体系不锈钢方面进行了锐意的研究，直至得到以下的见解。 众所周知，在奥氏体系不锈钢中，由于因加工应变，奥氏体相会转变为硬质的加工诱发马氏体(α′)相，从而使应变分散，得到均匀的应变，发生所谓相变诱发塑性(TRIP)现象。如果根据本专利技术人的研究可以看出，在降低Ni含量的本专利技术的钢中，特别是由加工应变生成α′相时，作为左右α′相强度的固溶强化元素的C、N含量显著地干预了由TRIP造成的延性的提高。也就是说，作为奥氏体稳定度的指标的(1)式的Md30值在-50以上、C含量比0.05质量％多、而且(C+N)含量在0.15质量％以上时，就会适度生成具有对延性提高有效的恰当强度的α′相。 历来周知，以SUS304为代表的奥氏体系不锈钢在深冲加工后、在室温大气环境下放置几小时至几天时会发生称为自然裂纹的滞后破坏现象。在降低Ni的奥氏体系不锈钢中也可以看到同样的现象。可是，本专利技术人发现，只要由(1)式所定义的Md30值在10以下，就不会过度生成α′相而可以显著地抑制自然裂纹。 作为抗蚀性的一个评价指标的点腐蚀电位一般依存于Cr含量。如果只是单纯地提高点腐蚀电位，只要将Ni节减型奥氏体系不锈钢中的Cr含量的下限设高就行。但是，在本专利技术中必须保证良好的加工性和抗自然开裂性，与其它合金成分取得平衡后，如后述那样，将Cr含量的下限规定为16质量％。 在奥氏体系不锈钢中，在其加工部和焊接部大多出现应力腐蚀裂纹问题。专利技术人研究了各种赋予Ni节减型奥氏体系不锈钢抗应力腐蚀裂纹性的方法。其结果发现，应力腐蚀裂纹的行为依存于堆垛层错能。而且详细的实验结果发现，当由(2)式定义的堆垛层错难易度指标SFE值在5以上时，在应力腐蚀裂纹成为问题的加工方式中，可以抑制堆垛层错的生成而具备优良的抗应力腐蚀裂纹性。 不锈钢除了抗蚀性和加工性以外，在多种用途中要求外观设计性。因此，要求能够效率良好地制造均质的表面，进而它对于制造成本的降低起很大的作用。在连续的大气退火后，进行连续酸洗，在作为2D精加工的AP(退火酸洗)作业线上，退火时生成的氧化皮的均匀性、还有该氧化皮的由酸洗造成的剥离性都成为决定制造性的重要因素。专利技术人发现，在Ni降低至6质量％以下的钢中，将Mn含量规定在2.5质量％以下时，用与历来的SUS304相同的操作条件可以与SUS304一样良好地实施AP作业线上的氧化皮的除去。由此，可以避免伴随着Mn含量增大的制造成本的上升。 Mn含量超过2.5质量％的场合，酸洗的负荷增大，难以降低成本。关于该酸洗中的负荷增大的机理可以认为是如下所述。在以SUS304为代表的通常的奥氏体系不锈钢中，退火时Cr氧化物在钢板表面均质生成，可以效率良好地进行酸洗。但是，在Ni降低至6％以下的钢中Mn含量超过2.5质量％的场合，大气中退火时生成Cr氧化物，同时容易不均匀地生成Cr-Mn复合氧化物，在生成Cr氧化物的部位和生成Cr-Mn复合氧化物的部位之间在酸洗性上产生不同。也就是说，出现酸洗性不均。在这样的状况下，为了得到良好的酸洗表面，必须有更长时间的酸洗，酸洗的负荷增大，进而导致生产率降低。种种研究的结果可以看出，只要Mn含量在2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
Ｎｉ节减型奥氏体系不锈钢，其加工性、抗自然开裂性、抗蚀性、抗应力腐蚀裂纹性、表面性状优良，特征在于，以质量％计具有下述组成：Ｃ：超过０．０５％而且满足下述（３）式的范围、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．５～２．５％、Ｎｉ：３～６％、Ｃｒ：超过１６～２５％以下、Ｃｕ：０．８～４％、Ｎ：满足下述（３）式的范围、其余部分为Ｆｅ和不可避免的杂质；以下述（１）式定义的奥氏体稳定度指标Ｍｄ３０为－５０～１０、以下述（２）式定义的堆垛层错能指标ＳＦＥ为５以上，　Ｍｄ３０＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１３．７Ｃｒ　（１）　ＳＦＥ＝２．２Ｎｉ＋６Ｃｕ－１．１Ｃｒ－１３Ｓｉ－１．２Ｍｎ＋３２　（２）　０．１５≦Ｃ＋Ｎ≦０．３　（３）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木聪，秀岛保利，末次辉彦，渡边知久，
申请(专利权)人：日新制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]